张议潮在敦煌地区的统治到五代时期（公元九一九年）落入他家的亲戚曹议金之手，敦煌和中原的来往减少，此一繁华的城市已开始衰落，但是莫高窟的修建在曹氏统治下出现了最后的高潮。曹氏的统治维持到公元一○三五年西夏族侵占敦煌地区为止。敦煌作为中西交通大道上重要城市的命运逐渐结束，敦煌艺术也为之中止。西夏虽又整修了少数洞窟、元代也有西藏密宗佛教的密画和来自中原的新画风的壁画保存至今，但只是个别的现象，北宋已是敦煌莫高窟艺术的尾声。
五代洞窟中以九八、一○○、一○八各窟较为重要。北宋洞窟中，五五、六一、四五四各窟较重要。这些洞窟多是当时敦煌统治者曹家所修。北宋洞窟多以前代洞窟改建而成，宋代壁画之下往往覆盖有唐代或北魏壁画，前代洞窟的门口两侧往往有五代北宋加绘的供养人。古代洞窟的木构窟檐至今保存完好的，除了唐代的一座（一九六窟）以外，还有宋初的五座，其中三座是有年代可考的：四二七窟窟檐为开宝三年（公元九七○年），四四四窟窟檐为开宝九年（公元九七六年），四三一窟窟檐为太平兴国五年（公元九八 ○年），都是古代木构建筑的重要实例。
五代的敦煌画继承了晚唐旧风，北宋时代的敦煌壁画则没有象中原地区的绘画那样迅速地向上发展。五代洞窟中仍有规模宏伟的钜制，如九八窟的《劳度差斗圣变》全图统一在摇撼一切的狂风中，可以看出构图技巧的能力。北宋初的六一窟，有著名的大幅五台山图和多幅的佛传故事连续画，和当时中原绘画山水人物画的水平是不相侔的，但丰富的生活景象的描写仍出现在这些构图中。五台山图中行旅、关隘等在造型上不及当时的山水画，题材的选择仍符合当时的发展倾向。五代和北宋时期的供养人往往尺寸极大，如真人甚至超过真人大小，曹议金也摹仿张议潮画了自己的出行行列。
敦煌地区的统治者曹氏，这一时期在安西万佛峡也营建和莫高窟相似的洞窟多处。万佛峡又称“榆林窟”，有二九个窟，只一六——一九窟是初唐和盛唐时期的。“榆林窟”的艺术应视作莫高窟的一个分支。同样情形的还有敦煌城西的西千佛洞的一九个残窟及安西水峡口的五个残窟。